کربن فعال که گاهی اوقات زغال فعال نیز نامیده میشود، یک جاذب منحصر به فرد است که به دلیل ساختار بسیار متخلخل خود که به آن اجازه میدهد مواد را به طور موثر جذب و نگه دارد، ارزشمند است.
کربن فعال که به طور گسترده در تعدادی از صنایع برای حذف اجزای نامطلوب از مایعات یا گازها مورد استفاده قرار میگیرد، میتواند در تعداد بیشماری از کاربردهایی که نیاز به حذف آلایندهها یا مواد نامطلوب دارند، از تصفیه آب و هوا گرفته تا اصلاح خاک و حتی بازیابی طلا، به کار رود.
در اینجا مروری بر این مادهی فوقالعاده متنوع ارائه شده است.
کربن فعال چیست؟
کربن فعال مادهای مبتنی بر کربن است که برای به حداکثر رساندن خواص جذب آن، فرآوری شده و یک ماده جاذب برتر را به دست میدهد.
کربن فعال دارای ساختار منافذ چشمگیری است که باعث میشود سطح بسیار بالایی برای جذب و نگهداری مواد داشته باشد و میتواند از تعدادی از مواد آلی غنی از کربن، از جمله موارد زیر تولید شود:
پوسته نارگیل
چوب
زغال سنگ
پیت
و موارد دیگر…
بسته به ماده اولیه و روشهای فرآوری مورد استفاده برای تولید کربن فعال، خواص فیزیکی و شیمیایی محصول نهایی میتواند به طور قابل توجهی متفاوت باشد.² این امر، ماتریسی از احتمالات را برای تنوع در کربنهای تولید شده تجاری ایجاد میکند که صدها نوع از آنها موجود است. به همین دلیل، کربنهای فعال تولید شده تجاری برای دستیابی به بهترین نتایج برای یک کاربرد خاص، بسیار تخصصی هستند.
با وجود چنین تنوعی، سه نوع اصلی کربن فعال تولید میشود:
کربن فعال پودری (PAC)
کربنهای فعال پودری عموماً در محدوده اندازه ذرات ۵ تا ۱۵۰ آنگستروم قرار میگیرند، و برخی از اندازههای دورتر نیز موجود است. PACها معمولاً در کاربردهای جذب فاز مایع استفاده میشوند و هزینههای پردازش کمتر و انعطافپذیری در عملکرد را ارائه میدهند.
کربن فعال گرانولی (GAC)
کربنهای فعال گرانولی عموماً در اندازه ذرات 0.2 میلیمتر تا 5 میلیمتر هستند و میتوانند در هر دو کاربرد فاز گاز و مایع مورد استفاده قرار گیرند. کربنهای فعال گرانولی به دلیل قابلیت جابجایی تمیز و ماندگاری طولانیتر نسبت به کربنهای فعال گرانولی (PAC) محبوب هستند.
علاوه بر این، آنها استحکام (سختی) بهبود یافتهای را ارائه میدهند و میتوانند بازسازی و دوباره استفاده شوند.
کربن فعال اکسترود شده (EAC)
کربنهای فعال اکسترود شده، محصولاتی به شکل گلولههای استوانهای با اندازه ۱ تا ۵ میلیمتر هستند. کربنهای فعال اکسترود شده که معمولاً در واکنشهای فاز گازی استفاده میشوند، در نتیجه فرآیند اکستروژن، کربنهای فعال سنگین هستند.
انواع دیگر کربن فعال عبارتند از:
کربن فعال مهرهای
کربن آغشته
کربن روکش شده با پلیمر
پارچههای کربن فعال
الیاف کربن فعال
خواص کربن فعال
هنگام انتخاب کربن فعال برای یک کاربرد خاص، باید ویژگیهای مختلفی را در نظر گرفت:
ساختار منافذ
ساختار منافذ کربن فعال متفاوت است و تا حد زیادی نتیجه ماده اولیه و روش تولید آن است.¹ ساختار منافذ، در ترکیب با نیروهای جاذبه، چیزی است که امکان جذب را فراهم میکند.
سختی/سایش
سختی/سایش نیز یک عامل کلیدی در انتخاب است. بسیاری از کاربردها به کربن فعالی نیاز دارند که استحکام ذرات بالایی داشته باشد و در برابر سایش (تجزیه مواد به ذرات ریز) مقاوم باشد. کربن فعال تولید شده از پوسته نارگیل بالاترین سختی را در بین کربنهای فعال دارد.4
خواص جذبی
خواص جذب کربن فعال شامل چندین ویژگی از جمله ظرفیت جذب، سرعت جذب و اثربخشی کلی کربن فعال است.4
بسته به کاربرد (مایع یا گاز)، این خواص ممکن است توسط تعدادی از عوامل، از جمله عدد ید، مساحت سطح و فعالیت تتراکلرید کربن (CTC) نشان داده شوند.4
چگالی ظاهری
اگرچه چگالی ظاهری بر جذب در واحد وزن تأثیری ندارد، اما بر جذب در واحد حجم تأثیر میگذارد.4
رطوبت
در حالت ایدهآل، میزان رطوبت فیزیکی موجود در کربن فعال باید بین ۳ تا ۶ درصد باشد.
محتوای خاکستر
میزان خاکستر کربن فعال، معیاری برای اندازهگیری بخش بیاثر، آمورف، معدنی و غیرقابل استفاده ماده است. در حالت ایدهآل، میزان خاکستر تا حد امکان کم خواهد بود، زیرا با کاهش میزان خاکستر، کیفیت کربن فعال افزایش مییابد. 4
زمان ارسال: ۱۵ ژوئیه ۲۰۲۲